(57)【要約】【課題】現在広く用いられている大型表示パネルは平面基板上に作製されている。その製造には、高真空を用いた成膜装置、高度な微細加工装置、複雑な製造プロセスが必要であり、製造コストが高いという問題があった。【解決手段】中空線状体の内面に誘電体膜、蛍光体膜を順に堆積し、電極を備えた線状発光素子を作製した。さらに、該発光素子を織ることにより表示パネルを作製した。比較的簡単な装置、簡単なプロセスで大型の表示パネルを製造することができ、製造コストの低減に効果がある。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
線状に配置された複数のデータ電極と、各データ電極に印加される電圧に応じて局所的に放電、発光する放電空間を形成する中空ファイバーとを有することを特徴とする線状発光素子。
【請求項２】
各データ電極に対応する走査電極及び維持電極を前記中空ファイバーの外面に有し、各電極にパルス電圧を印加しながら放電、発光させることを特徴とする請求項１記載の線状発光素子。
【請求項３】
前記中空ファイバーは交互に配置された絶縁環、導電環により構成されると共に、放電空間は複数の空間に分割され、分割された各空間は１つの導電環と１つのデータ電極を有することを特徴とする請求項１記載の線状発光素子。
【請求項４】
各材料を溶解、溶融又はゲル化し、該材料を所望の形状に線状に押し出す方法で製造することを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項記載の線状発光素子。
【請求項５】
請求項１乃至４のいずれか１項記載の線状発光素子から成る第１の線状体と、該第１の線状体に電気信号を供給するための第２の線状体とを織って成ることを特徴とする表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、線状発光素子と、該線状発光素子を用いた表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
【特許文献１】特開2000−305516号公報
【特許文献２】特開2002−343256号公報
【特許文献３】特開2004−87479号公報
【特許文献４】国際特許公開2003/94237号公報
【非特許文献１】平成１５年度 特許出願技術動向調査報告書 ＰＤＰ表示制御 特許庁
【０００３】
高精細デジタルテレビ用の大型ディスプレイパネルとしてＡＣ型プラズマディスプレイパネルが実用化されている。このＡＣ型プラズマディスプレイパネルのコスト低減、消費電力低減、発光効率向上が急務になっている（非特許文献１）。
図６(a)は、従来のＡＣ型プラズマディスプレイパネル（以下、パネルと略称する）の断面図である。図６(b)は、図６(a)に示す従来のパネルのＤ−Ｄ’における直交断面図である。
図６(a)、(b)に示すように、従来のパネル１は、放電空間７を挟んでガラス基板２とガラス基板１１とを対向して配置している。ガラス基板２は透明なガラス基板である。ガラス基板２の下面には、一対の走査電極３と維持電極４からなる複数の電極群が平行に配置され、誘電体層５および保護層６で覆われている。ガラス基板１１の上面には、走査電極３および維持電極４と直交して、データ電極１０からなる複数の電極群が平行に配置され、誘電体層９に覆われている。
【０００４】
図６(b)に示すように、隔壁１２が、データ電極１０上の放電空間７を仕切るように、データ電極１０と平行に配置されている。仕切られた放電空間７内には、誘電体層９と隔壁１２に接して蛍光体８が封入されている。さらに、放電空間７にはヘリウム、ネオン、アルゴンの内、少なくとも一種類の希ガスとキセノンとの混合ガスが封入されている。
画像を表示するときは、走査電極３と維持電極４の間に電圧を印加する。放電空間７内に生じるＡＣプラズマ放電の紫外線を蛍光体８に照射し、蛍光体８から出る可視光を利用して、ガラス基板２の上面に画像を表示する。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
現在、パネルの製造コスト低減が重要課題となっており、放電電極構造や、駆動方法の改良が各社で盛んに進められている（特許文献１、２、３）。しかし、従来のパネルは、図６に示すように多数の微細な電極や隔壁を有した構造であるため、その精密加工や位置合わせのために、半導体装置や液晶表示装置の製造と同様の高度の精密加工技術が必要である。そのため、製造コストの低減には限界があった。また、パネルの大型化に伴う歩留まり低減のための製造コストの高騰や、大型化対応の製造装置の導入のために多大な設備投資を必要とするという問題もあった。
本発明は、線状発光素子を製造し、該線状発光素子を織ることによって、低コストの表示装置を提供しようとするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明（１）は、線状に配置された複数のデータ電極と、各データ電極に印加される電圧に応じて局所的に放電、発光する放電空間を形成する中空ファイバーとを有することを特徴とする線状発光素子である。
【０００７】
本発明（２）は、各データ電極に対応する走査電極及び維持電極を前記中空ファイバーの外面に有し、各電極にパルス電圧を印加しながら放電、発光させることを特徴とする本発明（１）の線状発光素子である。
【０００８】
本発明（３）は、前記中空ファイバーは交互に配置された絶縁環、導電環により構成されると共に、放電空間は複数の空間に分割され、分割された各空間は１つの導電環と１つのデータ電極を有することを特徴とする本発明（１）の線状発光素子である。
【０００９】
本発明（４）は、各材料を溶解、溶融又はゲル化し、該材料を所望の形状に線状に押し出す方法で製造することを特徴とする本発明（１）乃至（３）のいずれか１つの線状発光素子である。
【００１０】
本発明（５）は、本発明（１）乃至（４）のいずれか１つの線状発光素子から成る第１の線状体と、該第１の線状体に電気信号を供給するための第２の線状体とを織って成ることを特徴とする表示装置である。
【発明の効果】
【００１１】
本発明（１）〜（３）の線状発光素子は、局所を様々な色、強度で発光させることができる。この線状発光素子を織ることで、高価な製造装置、複雑なプロセスを用いないで低コストで表示装置を製造することができる。
【００１２】
本発明（４）によれは、線状発光素子の微細化が可能となる。すなわち、発光密度の高い表示装置を製造することができる。
【００１３】
本発明（５）の表示装置は、高価な製造装置、複雑なプロセスを用いないで低コストで製造することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、本発明の最良の形態に係る具体例を図面に基づき説明する。
【００１５】
（具体例１：ＡＣ型線状発光素子及び該線状発光素子を用いた表示装置）
図１に本発明の一実施例である織物構造表示装置の概念図を示す。ここに示した表示装置は、ＡＣ型プラズマディスプレイパネルとして使用するものである。(a)と(b)は織物構造表示装置の斜視図と断面図、(c)は該織物構造表示装置に使われる線状発光素子Ｘ１、Ｘ２、Ｘ３、…の断面図である。
【００１６】
図１(a)に示すように、第１の線状体である線状発光素子Ｘ１、Ｘ２、Ｘ３、…と、第２の線状体Ｙ１、Ｙ２、Ｙ３、…とを織って表示装置１００が作られる。
図１(b)は、図１(a)の左側から見た断面図である。図を見やすくするために、第２の線状体として、Ｙ１、Ｙ２のみを図示した。第２の線状体Ｙ１を経由して、第１の線状体である線状発光素子Ｘ１、Ｘ２、Ｘ３、…の放電に必要な電力を供給する。第２の線状体Ｙ２は織物を完成させるために挿入されている絶縁体で、線状発光素子に信号を供給するための電極を有しない。
【００１７】
このように第２の線状体を線状発光素子に電力を供給する線状体と、絶縁性の線状体とを交互に交錯した平織とすることにより、縦糸と横糸の交錯点が多くなる。そのために耐久性に優れ、表示装置として好ましいものとなる。特殊な効果を表示画面に持たせる必要があるときは、綾織、朱子織等を利用しても良い。
【００１８】
図１(c)に示すように、線状発光素子Ｘ１、Ｘ２、Ｘ３、…は気密封止された中空ファイバーから構成される。中空ファイバー３２の内面にはデータ電極２０、誘電体層１９、蛍光体１８、保護層１６が配置され、表面には走査電極１３、維持電極１４、反射膜１５が配置されている。走査電極１３と維持電極１４は、中空ファイバー３２表面上で互いに接触しないで平行に配置されている。放電空間１７には、ヘリウム、ネオン、アルゴンの内少なくとも一種類の希ガスと、キセノンとの混合ガスが封入される。
【００１９】
中空ファイバー３２内の各データ電極２０は互いに絶縁されている。各データ電極２０に対応する端子を中空ファイバー３２の端の内面に形成し、そこから信号を印加するようにすればよい。或いは中空ファイバー３２の材料に電気経路を埋め込んで、各データ電極２０に信号を印加するようにしてもよい。
中空ファイバーの断面形状は、成形しやすさを考えると円が好ましいが、矩形、楕円等であってもよい。径は１００μｍから１ｍｍが好ましい。表示装置の外形寸法に合わせて、中空ファイバーの径を決める必要がある。
中空ファイバー３２は、光通信で使われている気密封止ができる材料から作ることが好ましい。例えば、合成石英ガラスから作るようにしてもよい。合成石英ガラスは可視光領域で高透過性を有し、中空ファイバー３２内で発生した可視光をほぼ損失なく取り出せる。
【００２０】
中空ファイバー３２を合成石英ガラスから作った場合、その内側に形成するデータ電極２０、誘電体層１９、蛍光体１８、保護層１６は塗布やめっきやＣＶＤ等の薄膜形成技術で形成する。発光中空ファイバー３２の外側に形成する走査電極１３、維持電極１４、反射膜１５は塗布やめっきや真空蒸着やＣＶＤで形成する。走査電極１３、維持電極１４の材料としては透光性、導電性の良いインジウム錫オキサイド（ＩＴＯ）、ポリビニルアルコール（ＰＶＡ）が好ましい。反射膜１５の材料としてはアルミニウムが好ましい。誘電体層１９としては二酸化シリコン（ＳｉＯ２）、保護層１６としては、酸化鉛（ＰｂＯ）が好ましい。厚みは、いずれも２０μｍから１００μｍ程度が好ましい。
或いは線状発光素子を、特許文献４に記載されている装置、方法で製造してもよい。
【００２１】
図７にその線状素子製造装置の一例を示す。これは、溶解、溶融又はゲル化した材料を押し出し手段６０により押し出して線状素子を製造するものである。押し出し手段６０の原料容器６１〜６４には、中空ファイバー３２、データ電極２０等を形成する材料を溶解、溶融又はゲル化して保持されている。長さ方向に異なった材料を配置する場合は、原料切り換え手段６５を設け、切り換えて押し出すようにすればよい。押し出された原料は、型６６に送られる。型６６には、製造しようとする線状素子の断面に応じた射出孔が形成されている。射出孔から射出された線状体６７は、ローラ６８に巻き取られるか、或いは必要に応じて次ぎの工程に線状のまま送られる。希ガスとキセノンを封入する場合、例えば線状体を結合して中空ファイバーを形成する工程を、希ガスとキセノンとの混合ガス中で行なえばよい。
【００２２】
特許文献４に記載されている方法を利用して超小型の線状発光素子を製造する場合は、有機高分子材料を用いることが好ましい。可視光領域で透過性を有し、中空ファイバー３２として使える有機高分子材料として、ポリカーボネート（ＰＣ）、ポリメチルメタクリレート（ＰＭＭＡ）、メチルメタクリレート・スチレンモノマー共重合体、ポリプロピレン、ＡＢＳ樹脂、ポリスチレン、エポキシ樹脂、ポリアレート、ポリサルフォン、ポリエーテルサルフォン、ポリプチレンテフタレート、ポリフッ化ビニリデン、ポリイミド等がある。
【００２３】
蛍光体１８として、赤色発光用にＹ0.65Ｇｄ0.35ＢＯ3：Ｅｕが、緑色発光用にＢａＡｌ12Ｏ19：Ｍｎが、青色発光用にＢａＭｇＡｌ14Ｏ23：Ｅｕを使用するのが好ましい。
またＸ１を赤色発光素子、Ｘ２を緑色発光素子、Ｘ３を青色発光素子とした場合、線状発光素子Ｘ１、Ｘ２、Ｘ３と、該線状発光素子に電力を供給する第２の線状体Ｙ１との交差領域がカラー一画素分になる。
【００２４】
図２に、線状発光素子Ｘ１、Ｘ２、Ｘ３、…に電力を供給する第２の線状体Ｙ１、Ｙ３、Ｙ５、…の斜視図をいくつか示す。図２(a)は、絶縁性透明膜２２の両面に一対の平行給電電極２１を取り付けたものである。図２(b)は、絶縁性透明高分子膜２３の一部を透明な平行給電電極２４としたものである。図２(c)は、絶縁性透明膜２２の両面に配置された透明は平行給電電極２１を、一定間隔毎にスルーホール２５を介して接続したものである。
【００２５】
線状発光素子Ｘ１、Ｘ２、Ｘ３、…と第２の線状体Ｙ１、Ｙ２、Ｙ３、…とを織って表示装置１００が作られる。このとき、第２の線状体Ｙ１、Ｙ３、Ｙ５、…を構成している一対の平行給電電極２１又は２４が、線状発光素子Ｘ１、Ｘ２、Ｘ３、…の走査電極１３、維持電極１４に接触して電力を供給する。
【００２６】
第２の線状体Ｙ１、Ｙ２、Ｙ３、…の断面形状は、平行した導電性透明電極を配置した線状体の作りやすさを考えて、長方形が好ましいが、楕円であっても良い。第２の線状体の幅と厚さは１００μｍから１ｍｍが好ましい。
【００２７】
次に、画像データを表示させる方法について説明する。１フィールド期間を発光期間の重みを持った複数のサブフィールドに分割し、発光させるサブフィールドの組み合わせによって階調表示を行なうものとする。
各サブフィールドは、初期化期間、アドレス期間、及び維持期間から成る。画像データを表示するために、初期化期間、アドレス期間、及び維持期間でそれぞれ異なる信号歯形を電極に印加する。
【００２８】
まず初期化期間では、線状発光素子Ｘ１、Ｘ２、Ｘ３、…に配置されている全ての走査電極１３、維持電極１４、及びデータ電極２０に正極性のパルス電圧を印加する。このとき、保護層１６及び蛍光体１８に壁電荷が蓄積される。次のアドレス期間では、操作電極１３に順次負極性のパルスを印加しながら、表示データがある場合に限ってデータ電極２０に正極性のデータパルスを印加する。このとき、データ電極２０と走査電極１３間で起る放電によって走査電極１３と維持電極１４間の放電が誘起され、保護層１６の上にデータパルスの有無に応じて壁電荷が形成される。続く維持期間では線状発光素子Ｘ１、Ｘ２、Ｘ３、…に配置されている走査電極１３と維持電極１４との間に一定の期間、放電を維持するのに十分な電圧を印加する。これにより、走査電極１３と維持電極１４との間で一定の期間放電プラズマが生成される。この間、封入されているキセノンから紫外線を発生し、この紫外線が蛍光体１８に照射して発光させる。アドレス期間においてデータパルスが印加されなかった線状発光素子Ｘ１、Ｘ２、Ｘ３、…の放電空間１７では、放電、発光は起こらない。
【００２９】
図１(a)において、各線状発光素子Ｘ１、Ｘ２、Ｘ３、…の走査電極１３、維持電極１４は、第２の線状体Ｙ１、Ｙ３、Ｙ５、・・・の電極に接触して織られている。表示面が紙面の表面側になっている場合、線状発光素子Ｘ１、Ｘ２、Ｘ３、…の裏側に反射膜１５を有しているが、線状発光素子Ｘ２、Ｘ４、Ｘ６、…は反射膜１５を有しない。
線状発光素子から成る織物の表示面と反対方向に向かう光も表示面に無駄なく取り出すには、該織物に密着して織物より大きな形状の反射鏡を表示面と反対側に配置すればよい。
また各線状発光素子が接着剤等を用いて固定されている織物である場合は、絶縁性の第２の線状体Ｙ２、Ｙ４、Ｙ６、…は省いてもよい。
【００３０】
（具体例２：ＡＣ型線状発光素子を用いた表示装置の変形例）
具体例１と異なる方法で織った織物構造表示装置について説明する。
図３に本発明の他の実施例である織物構造表示装置の斜視図を示す。これは、線状発光素子Ｘ１、Ｘ２、Ｘ３、…とダミーの線状素子Ｄ１、Ｄ２、Ｄ３、…とを交互に配置して織った表示装置である。ダミーの線状素子Ｄ１、Ｄ２、Ｄ３、…は、織物を完成させるために挿入した線状体である。この線状体は、電極、蛍光体等が装着されていない中空ファイバーと同じ素材で、同径であることが好ましい。
Ｘ１を赤色発光素子、Ｘ２を緑色発光素子、Ｘ３を青色発光素子とすれば、Ｘ１、Ｄ１、Ｘ２、Ｄ２、Ｘ３、Ｄ３と、第２の線状体Ｙ１との交差領域がカラー一画素分になる。
【００３１】
具体例１で述べたように、第２の線状体Ｙ２、Ｙ４、Ｙ６、…は織物を完成させるために挿入された絶縁体で、線状発光素子Ｘ１、Ｘ２、Ｘ３、…に電力を供給するための電極を有しない。具体例１と同様に、接着剤等を用いて織物を完成させれば、絶縁性の第２の線状体Ｙ２、Ｙ４、Ｙ６、…を省くことができる。
【００３２】
本具体例によれば、各線状発光素子Ｘ１、Ｘ２、Ｘ３、…で走査電極１３及び維持電極１４が装着されている部分と対向する面全てに反射膜１５を装着することができる。そのために、線状発光素子織物の表示面と反対方向に向かう光も表示面に無駄なく取り出すことができ、具体例１と比較して画素毎の光強度差の少ない表示装置を実現できる。
また反射膜１５を装着しないで、織物に密着して織物より大きな形状の反射鏡を表示面と反対側に装着するようにしてもよい。この場合も、具体例１と比較して画素毎の光強度差の少ない表示装置を実現できる。
【００３３】
（具体例３：ＡＣ型線状発光素子の変形例）
具体例１と異なる構成の線状発光素子について説明する。
図４にこの線状発光素子の断面図を示す。図１(c)ではデータ電極２０を中空ファイバー３２の内面に配置されていたが、図４では表面に配置されている。
【００３４】
図４において、気密封止された中空ファイバー４２の内面には蛍光体４８、保護層４６が配置され、表面にはデータ電極４０、走査電極４３、維持電極４４が配置されている。走査電極４３と維持電極４４は、中空ファイバー４２の表面上で互いに接触しないで平行に配置されている。放電空間４７にはヘリウム、ネオン、アルゴンの内、少なくとも一種類の希ガスとキセノンとの混合ガスが封入されている。
【００３５】
中空ファイバー４２の表面に配置されている各データ電極４０は互いに絶縁されている。各データ電極４０に対応する端子を中空ファイバー４２の端の外周に形成し、そこから信号を印加するようにしてもよい。或いは中空ファイバー４２の材料に電気経路を埋め込んで、各データ電極４０に信号を印加するようにしてもよい。
【００３６】
この線状発光素子の材料と製造方法、及びこの線状発光素子から表示装置を作る方法は、具体例１、具体例２で説明したとおりである。
【００３７】
（具体例４：ＤＣ型線状発光素子及び該線状発光素子を用いた表示装置）
図５に本発明の他の実施例である織物構造表示装置の概念図を示す。ここに示した表示装置は、ＤＣ型プラズマディスプレイパネルとして使用するものである。(a)は織物構造表示装置に使われ、第１の線状体である線状発光素子を長さ方向に切断したときの斜視図、(b)は(a)の線状発光素子を横方向から見た断面図、(c)は該線状発光素子を織り込んだ織物構造表示装置の斜視図である。
【００３８】
図５(a)、(b)に示すように、絶縁環５０、導電環５１を交互に結合して、中空ファイバー５２が構成される。中空ファイバー５２の内面には、絶縁膜５３を介して導電経路５４、蛍光体５６が配置されている。導電経路５４には、各データ電極５５と各端子５９を電気的に結合する複数本の導電線が埋め込まれている。放電空間５８は、それぞれの空間が１つの導電環５１に接触するように隔壁５７で分離されている。各放電空間５８には、ヘリウム、ネオン、アルゴンの内少なくとも一種類の希ガスと、キセノンとの混合ガスが封入される。
【００３９】
図５(c)に示すように、第１の線状体である線状発光素子Ｘ１、Ｘ２、Ｘ３、…と第２の線状体Ｙ１、Ｙ２、Ｙ３、…とが織り込まれて織物構造表示装置２００が構成される。１つおきの第２の線状体Ｙ１、Ｙ３、Ｙ５、…には長さ方向に給電電極が取り付けられ、該給電電極が線状発光素子Ｘ１、Ｘ２、Ｘ３、…の導電環に接触するように織り込む。それ以外の第２の線状体Ｙ２、Ｙ４、Ｙ６、…は、絶縁性の線状体である。
【００４０】
本例のように間欠的に様々な機能を組み込んだ線状発光素子を製造する場合も、特許文献４に記載されている方法で製造することが好ましい。例えば溶解、溶融又はゲル化している絶縁性材料と導電性材料を交互に押し出して中空ファイバー５２、導電経路５４を形成する。また間欠的に絶縁性材料を押し出して隔壁５７を形成する。この場合も簡単な装置とプロセスで線状発光素子、表示装置を製造でき、そのコストを低減することができる。
【００４１】
次に、画像データを表示させる方法について説明する。表示装置２００に織り込まれた各線状発光素子Ｘ１、Ｘ２、Ｘ３、…の導電環５１に、例えば負の定電圧を印加しておく。データ電極５５には、表示データがある場合に限って、対応する端子５９から例えば正のパルス電圧を印加する。負の定電圧と正のパルス電圧が所定の電位差になったときに、導電環５１とデータ電極５５との間で放電が誘起される。このとき、封入されているキセノンから紫外線を発生し、この紫外線が蛍光体５６に照射して発光させる。
この線状発光素子を織って表示装置を製造する方法は、具体例１、具体例２と同じである。
【産業上の利用可能性】
【００４２】
以上のように本発明によれば、簡単な方法で低コストの表示装置が得られる。
【図面の簡単な説明】
【００４３】
【図１】(a)、(b)、(c)は、それぞれ本発明の一実施例である織物構造表示装置の斜視図、織物構造表示装置の断面図、線状発光素子の断面図である。
【図２】(a)、(b)、(c)は、本発明に係る第２の線状体の斜視図である。
【図３】本発明の他の実施例である織物構造表示装置の斜視図である。
【図４】本発明の他の実施例である線状発光素子の断面図である。
【図５】(a)、(b)、(c)は、それぞれ本発明の更に他の実施例である線状発光素子を長さ方向に切断したときの斜視図、該線状発光素子を横方向から見た断面図、該線状発光素子を織り込んだ織物構造表示装置の斜視図である。
【図６】(a)、(b)は従来のＡＣ型プラズマディスプレイパネルの断面図である。
【図７】線状素子製造装置の概念図である。
【符号の説明】
【００４４】
１：パネル
２、１１：ガラス基板
３、１３、４３：走査電極
４、１４、４４：維持電極
５、９、１９：誘電体層
６、１６、４６：保護層
７、１７、４７、５８：放電空間
８、１８、４８、５６：蛍光体
１０、２０、４０、５５：データ電極
１２、５７：隔壁
１５：反射膜
２１、２４：平行給電電極
２２：絶縁性透明膜
２３：絶縁性透明高分子膜
２５：スルーホール
３２、４２、５２：中空ファイバー
５０：絶縁環
５１：導電環
５３：絶縁膜
５４：導電経路
５９：端子
６０：押し出し手段
６１、６２、６３、６４：原料容器
６５：原料切り換え手段
６６：型
６７：線状体
６８：ローラ
１００、２００：表示装置
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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